Ernest Rutherford: biografia e contributi di questo fisico neozelandese

Ernest Rutherford è uno dei ricercatori più riconosciuti nel campo della fisica, poiché le sue scoperte in questo campo sono state molteplici.

Era particolarmente interessato al campo sperimentale, cioè alla verifica pratica delle sue convinzioni, per poi costituire le teorie. I suoi principali contributi furono la scoperta di particelle alfa, beta e gamma radioattive; il cambiamento nella natura dell'elemento radioattivo quando decade; e la proposta di una nuova struttura dell'atomo, costituita da un nucleo.

In questa biografia di Ernest Rutherford esamineremo gli eventi più rilevanti nella vita di questo ricercatore e i contributi più rilevanti che ha dato alla scienza.

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Breve biografia di Ernest Rutherford

Ernest Rutherford è nato il 30 agosto 1871 a Brightwater, Nuova Zelanda. Era il figlio di James Rutherford che era un agricoltore e di Martha Thompson che si dedicava all'insegnamento. I suoi genitori hanno sempre voluto dare una buona educazione ai loro tanti figli, erano dodici, essendo Ernest il quarto.

Giovani e primi anni di formazione

Fin da giovanissimo, le sue elevate capacità e abilità nell'aritmetica si sono già distinte., essendo un bambino piuttosto curioso. In questo modo ha potuto entrare al Nelson College, dove oltre alle capacità accademiche ha potuto sviluppare capacità fisiche allo stesso modo di un giocatore di rugby.

Dopo aver studiato per tre anni al Nelson College, è entrato al Canterbury College of High Education, dove ha continuato a praticare il rugby e ha potuto frequentare i club scientifici.

Durante la sua permanenza all'Università si cominciarono a intravedere le sue elevate capacità nel campo della sperimentazione scientifica, che, insieme alla sua risultati accademici sempre impeccabili, gli hanno permesso di proseguire la sua formazione e ricerca presso l'Università della Nuova Zelanda durante un periodo di cinque anni.

Visti i suoi buoni voti, dopo la laurea È stato fortunato a ricevere l'unica borsa di studio in Nuova Zelanda per studiare matematica, ottenendo il titolo di Master of Arts per i suoi buoni voti e partecipare a ricerche nel campo della matematica e della fisica.

In seguito conseguì la laurea in scienze nel 1894, così un anno dopo poté continuare i suoi studi in Gran Bretagna, né più né meno che nei Cavendish Laboratories di Cambridge, gestiti da Joseph John Thompson, riconosciuto nel campo della scienza per essere stato colui che ha scoperto il elettrone.

Nella sfera personale, più specificatamente in quella sentimentale, Prima di viaggiare e stabilirsi in Gran Bretagna, si fidanzò con Mary Geordina Newton, una giovane donna che aveva incontrato durante il suo soggiorno a Chriscruchs.

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Consolidamento della tua vita professionale in campo scientifico

Negli anni è stato a Cambridge Continuò con lo studio delle onde elettromagnetiche e di come queste potessero essere ricevute a grandi distanze. La sua carriera in campo scientifico continuò ad avanzare, riuscendo a presentare i risultati del suo lavoro alla Cambridge Physical Society e pubblicandoli sulla rivista scientifica Transazione filosofica appartenente alla Royal Society.

Anche all'inizio del soggiorno iniziò a studiare, insieme al suo direttore di laboratorio, J.J. Thompson, gli effetti prodotti dai raggi X proiettati su un gas, scoprendo così che questi raggi potrebbero ionizzare l'aria dando luogo ad un elevato numero di particelle cariche, potendo essere sia positive che negative e ricombinandole dando origine ad atomi neutro.

Così ha anche ideato una tecnica allo scopo di misurare la velocità degli ioni e la loro velocità di ricombinazione, un processo contrario alla ionizzazione, in cui gli elettroni si uniscono agli ioni positivo.

Date le continue indagini e scoperte che stava realizzando, il suo riconoscimento in campo scientifico andava aumentando. Affinché, nel 1898 fu sollevata la possibilità di insegnare alla McGill University di Montreal, in Canada., dove rimarrà fino al 1907. Questo nuovo cambiamento gli ha permesso di sposare finalmente la sua fidanzata Mary Newton nel 1900 in Nuova Zelanda. Nel 1901 accolse la sua prima e unica figlia, di nome Eileen.

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Ricerca nel campo della radioattività

Durante il suo soggiorno a Montreal si interessò allo studio della radioattività, poiché nel 1896 il fisico francese Henri Becquerel aveva scoperto che l'uranio emetteva una radiazione fino a quel momento non osservata. Così tre anni dopo, nel 1899, Rutherford studiò come queste radiazioni di uranio potessero ionizzare l'aria, osservato il modo in cui la radiazione penetrava nei diversi fogli di metallo con cui avvolgeva l'elemento radioattivo.

Inoltre, è stato in grado di osservare e nominare tre diversi tipi di radiazioni emesse dall'uranio: quello che è penetrato di più, chiamato beta, e quello che ha fatto di meno, chiamato alfa, e un terzo chiamato gamma, che emette raggi molto energetici.

La sua ricerca si concentrerà ora sull'elemento chimico torio, scoprendo che emette anche radiazioni e che diminuisce esponenzialmente dopo un po', permettendogli di presentare nel 1900 un nuovo concetto: il periodo degli elementi radioattivi.

Date queste nuove scoperte, nel 1902, insieme a Frederick Soddy, Rutherford concluse che il torio espelle atomi radioattivi e che questa emissione è correlata ad un decadimento dell'elemento chimico, formulando così la teoria della radioattività naturale, che spiegava la trasformazione spontanea degli elementi.

Nel 1904 la Royal Society gli ha conferito la Medaglia Rumford, premiando e riconoscendo le importanti scoperte che questo scienziato aveva compiuto finora. In questo stesso anno ha pubblicato il libro intitolato "Radioattività" dove tra gli altri approcci ha dimostrato l'incertezza del principio di immodificabilità della materia, poiché gli elementi radioattivi, poiché emettevano radiazioni, si trasformavano in un nuovo elemento con caratteristiche chimiche diverse.

Rutherford credeva che si verificassero disintegrazioni nel nucleo della Terra che sarebbero state la causa del mantenimento della temperatura del pianeta costante. In questo modo avrebbe collaborato con Otto Hahn, che scoprì la fissione nucleare dell'uranio e del torio.

Nel 1907 si trasferì a Manchester, essendo stato ammesso come professore all'Università di questa città. In questo modo iniziarono a collaborare con Hans Geiger, e insieme furono in grado di rilevare le particelle alfa espulse dalle sostanze radioattive; Da questo filone di ricerca sono stati in grado di stimare in modo più diretto il numero di Avogadro, che si riferisce al numero di particelle che compongono una sostanza.

Fu un anno dopo, nel 1908, quando poté confermare quanto aveva precedentemente ipotizzato; che le particelle alfa, già citate, quando si liberano della loro carica, diventano atomi di elio. Questa scoperta gli fece vincere nello stesso anno il Premio Nobel per la Chimica.

Uno dei suoi contributi più importanti alla scienza fu la formulazione di un nuovo modello atomico nel 1911, noto come modello atomico di Rutherford., dove solleva l'esistenza di un nucleo negli atomi, che sarebbe costituito dalla carica positiva e formata da quasi tutta la massa, circondata da una crosta o guscio di elettroni, carica negativo.

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Fase della prima guerra mondiale

Durante il periodo della prima guerra mondiale (1914 -1918) il fisico si è concentrato sull'aiutare a rilevare i sottomarini usando le onde sonore. Dopo la guerra, già nel 1919, continuò con lo studio delle particelle alfa e degli atomi, in questo caso l'azoto, osservato come l'azoto si trasforma in ossigeno assorbendo le particelle alfa, ottenendo così la prima trasmutazione artificiale.

Al suo ritorno a Cambridge nel 1919 assunse la direzione del Cavendish Laboratory, sostituendo J.J. Thomson. È in questo periodo che i suoi contributi e le sue influenze nel campo della fisica nucleare furono maggiori.

Tra i fisici illustri che hanno studiato in laboratorio durante la guida di Rutherford, vale la pena evidenziare James Chadwick, che scoprì l'esistenza del neutrone; Niels Bohr, che ha verificato che il modello atomico di Rutherford era stabile, e Robert Oppenheimer, considerato il creatore della bomba atomica.

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Ultimi anni di vita

Durante la sua permanenza al Laboratorio Cavendish, considerata l'età più prospera del fisico, l'età dell'oro, ottenne anche molteplici riconoscimenti.

Per cinque anni (1925-1930) fu Presidente della Royal Society, società di cui era membro dal 1903 e ricevette la Franklin Medal nel 1924 e la Faraday Medal nel 1936. Inoltre, nel 1931 fu nominato barone Rutherford di Nelson, avendo già il titolo di Sir dal 1914. Anche se tutti questi riconoscimenti e gioie sarebbero stati troncati dalla morte della sua unica figlia, Eileen, nel 1930, a soli 29 anni.

Sempre in questo periodo con James Chadwick e Charles Drummond Ellis pubblicò il libro "Radiazioni di sostanze radioattive" nel 1930 e sette anni dopo scrisse l'opera "La Nuova Alchimia".

Ernest Rutherford morì il 19 ottobre 1937, dopo non essere riuscito a riprendersi completamente e essersi improvvisamente deteriorato da un'operazione. I suoi resti furono sepolti nell'Abbazia di Westminster, garantendogli un posto d'onore accanto a Isaac Newton e William Thomson.